• Geomechanics and Engineering
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• 제33권2호
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• pp.141-154
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• 2023

This study investigated the effect of water retention characteristics between aged and fresh Municipal Solid Waste (MSW) on the stability of the landfill. A series of transient numerical modeling for the slope of an MSW landfill was performed considering the variation of water retention characteristics due to leachate circulation. Four different scenarios were considered in this analysis depending on how to obtain hydraulic conductivity and the aging degree of materials. Unsaturated hydraulic properties of the MSW used for the modeling were evaluated through modified hanging column tests. Different water retention properties and various landfill conditions, such as subgrade stiffness, leachate injection frequency, and gas and leachate collection system, were considered to investigate the pore water distribution and slope stability. The stability analyses related to the factor of safety showed that unsaturated properties under those varied conditions significantly impacted the slope stability, where the factor of safety decreased, ranging between 9.4 and 22%. The aged materials resulted in a higher factor of safety than fresh materials; however, after 1000 days, the factor of safety decreased by around 10.6% due to pore pressure buildup. The analysis results indicated that using fresh materials yielded higher factor of safety values. The landfill subgrade was found to have a significant impact on the factor of safety, which resulted in an average of 34% lower factor of safety in soft subgrades. The results also revealed that a failed leachate collection system (e.g., clogging) could result in landfill failure (factor of safety < 1) after around 298 days, while the leachate recirculation frequency has no critical impact on stability. In addition, the accumulation of gas pressure within the waste body resulted in factor of safety reductions as high as 24%. It is essential to consider factors related to the unsaturated hydraulic properties in designing a landfill to prevent landfill instability.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.51-58
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• 2001

본 연구에서는 보강제체와 무보강제체의 침투거동을 평가하기 위하여 실내모형실험을 실시하였다. 제체침투시험은 사면경사가 1:1.5, 1:2.0이고 수위상승속도가 1.25cm/min, 2.5cm/min, 수위는 15cm, 25cm, 35cm인 조건에서 실시하였다. 모형실험결과 보강재를 사용한 제체의 경우 지하수의 흐름과 상승 때문에 어느 정도의 침하와 수평방향변위가 발생하였으나, 무보강제체에서 나타난 커다란 활동파괴는 발생되지 않았다. 그리고 수위상승속도 변화에 따른 제체의 침투거동분석결과 Geotextile로 보강된 제체가 무보강제체보다 최종침하량이 감소하는 것으로 나타나 Geotextile을 설치한 제체가 비교적 물의 침투력에 대해 안정한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.555-571
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• 2023

우리나라는 연평균 강수량의 70%에 달하는 여름철 강우로 인해 산사태가 자주 발생하고 있으며, 이로 인한 피해 완화를 위해서는 정확한 예측기법이 필요하다. 본 연구에서는 화강암 풍화토를 이용하여 소형 및 실규모 실험을 통한 계측관리기준 수립 가능성을 모색하였다. 실험은 모관흡수력을 중점으로 강우 침투로 인한 지반 특성 변화와 사면붕괴 패턴을 분석하였으며, 이 결과를 기초로 불포화 무한사면 안정성 해석을 수행하였다. 안전율이 1 미만으로 떨어지는 조건에서 붕괴도달 시간을 산정한 결과, 소형 실험의 경우 약 17분 전, 실규모 실험의 경우 약 6.5시간 전으로 산사태 예측이 가능한 경향을 나타냈다. 이러한 연구 결과는 화강암 풍화토의 특성을 고려한 계측관리기준을 확립하는데 유용한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권6호
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• pp.44-48
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• 2002

In lateral ground flow, slope stability, and land slide problems, H-piles have often been used, on a horizontally deforming ground, to prevent the failure of mass of soil in a downward and outward movement of a slope. Here, theoretical equations are derived to estimate the lateral force, assuming that the Mohr-Coulomb's plastic states occur in the ground, just around H-piles. In this study, some model experiments were performed to check the lateral forces determined from theoretical equations, using several pile widths, heights and various interval ratios between H-piles for sand specimens. The solution of the theoretical equation, derived from previous studies, showed reasonable characteristics for constants of soil, as well as for the interval, widths, and heights of H-Pile.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.19-27
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• 2013

최근, 갑작스런 집중호우로 인하여 자연 및 인공사면의 붕괴가 종종 발생하고 있다. 이를 예방하기 위한 여러 가지 보강공 법들이 개발되어 적용되고 있다. 그 중에서도 쏘일네일링 공법은 시공성과 경제성 등의 이유로 그 활용이 증대되고 있다. 쏘일네일링 공법은 다른 보강공법들과 함께 사용하는 경우도 있으며, 또한 강재와 시멘트그라우팅과의 일종의 복합 구조체로서 지반과 그라우팅사이의 마찰력을 활용하는 공법이다. 본 연구에서는 선단확장형 쏘일네일링 공법을 개발하였으며, 이는 네일 끝단에 앵커체가 부착되어 있다. 이 앵커체는 네일링 작업 중 네일 끝단에서 확개되면서 지반에 정착되게 된다. 본 연구에서는 네일링 시공 후 그라우팅을 하지 않은 상태와 그라우팅 후 양생이 된 경우 각각에 대해 현장인발저항시험을 실시하였다. 시험결과로부터 선단확장형 쏘일네일의 선단쐐기력을 분석하였으며, 거동특성을 종합적으로 고찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.49-55
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• 2019

사면 붕괴에 대한 해석은 지반특성과 여러 가지 복합적인 인자들로 인해 정확한 해석은 어려운 것이 사실이다. 지속적으로 발생하는 사면재해로 인하여 사면재해 발생 원인을 규명하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있지만, 사면 붕괴의 가장 중요한 요소인 강우특성 및 강우로 인한 침투능에 따른 사면 안정성 평가는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 주문진표준사를 이용하여 단위중량별 정수위 투수시험을 통한 투수계수를 산정하였으며, 투수계수와 강우강도의 영향을 고려하여 침투능 및 침투량을 산정할 수 있는 강우강도별 일차원 침투실험을 실시하였다. 실험결과를 바탕으로 사질토지반에서의 기존 경험식의 적용성을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제19권2호
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• pp.119-129
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• 2009

사면의 안정성 분석과 관련하여 지질학적 특성과 지질공학적 특성을 각각 정면적법과 선조사법을 사용하여 선정된 세 사면에 대하여 비교 분석하였다. 분석한 사면의 파괴유형의 결과와 실제 노두 사면에서 발생한 파괴양상과 비교하여 사면 안정성 분석의 방법상 어떤 방법이 더 잘 적용될 수 있는 지 판단한다. 불연속면의 방향성, 확률밀도분포와 간격, 경사방향과 빈도수 및 연장성과 빈도수에 관하여 비교분석한 결과, 각 사면마다 대체로 서로 유사하게 분석되었다. 하지만 방향성 분석에서 사면 2에서는 서로 상이한 결과를 얻었으며, 이는 사면 2에 분포하는 절리군의 방향성은 절리의 길이와 빈도수에서 서로 다르며 선조사법을 이용하여 측정하였을 때 서로 다른 방향성을 보여주는 새로운 절리군의 출현을 의미한다. 절리의 확률밀도분포와 간격은 사면 3에서 높게 나타나며, 이는 사면 3을 구성하는 사질의 암석과 소습곡구조의 발달과 관련이 있는 것으로 사료된다. 선정된 세 사면의 안정성분석에서 정면적법과 선조사법의 비교 분석결과와 그리고 실제노두에서 발생한 사면파괴 양상과의 결과를 비교하였을 때 정면적법이 연구지역의 절취사면의 안정성 분석에서 더 세밀한 파괴유형을 예측할 수 있었으며 선조사법보다 더 유효한 방법으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.475-487
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• 2017

본 연구에서는 산사태 모형토조 실험을 통해 강우침투에 의해 나타나는 산사태의 발생특성 및 지반재료의 변화특성에 관하여 분석하였다. 실험장치는 모형토조, 강우재현장치, 계측장치로 구성되어 있으며, 인공사면 상부에서 200 mm/hr의 극한강우를 살수함으로써 산사태를 유발하였다. 모관흡수력과 체적함수비 계측장치는 인공사면의 천부(GL-0.2 m), 중부(GL-0.4 m), 심부(GL-0.6 m)의 각 심도별로 3세트씩 설치하였으며, 실험은 화강암 풍화토, 편마암 풍화토, 이암 풍화토 각각에 대한 현장조건과 상대적으로 느슨한 조건 및 조밀한 조건으로 나누어 실험을 진행하였다. 분석결과, 극한강우에 의하여 실험 초반에는 사면 표층에서 세굴현상이 우세하게 나타나다가 이후 국지적으로 발생한 횡적인 인장균열면을 따라서 산사태가 발생했다. 산사태는 강우침투에 따른 습윤전선(wetting front)의 전이로 인해 천부에서부터 심부로 점차 확장되는 천층파괴(shallow failure)의 형태를 띰과 동시에 사면의 선단부(toe part)에서부터 정상부(crest part)로 점차 전이되는 후퇴성붕괴(retrogressive failure)의 양상을 보였다. 강우침투에 따른 포화영역에서 모관흡수력은 아무런 전조현상 없이 급격하게 감소하는 반면에, 체적함수비는 점진적으로 증가하다가 최대값에 도달하여 이 값을 일정시간 유지한 뒤 산사태 발생 시 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.71-80
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• 2004

토사면의 붕괴는 매년 해빙기와 여름철 집중호우기에 자주 발생한다. 본 연구는 지반의 거동에 대한 원인을 분석하고 향후 사면 붕괴의 거동을 예측하기 위하여 상시 계측시스템을 도입한 현장에서 수집된 자료를 해석한 것이다. 연구방법으로 현장조사와 계측결과를 종합적으로 검토하여 붕괴 규모 및 붕괴 메카니즘을 분석하였다. 또한, 현장에 설치된 상시 계측시스템 전송 자료 분석과 수반하여 안정성 해석을 수행하였다. 본 절토사면은 총 17개의 신축계 센서를 설치하여 계측을 실시하였으며, 그 결과, 총 3회의 지반 변위가 발생하였고 부분적으로 다수의 인장균열이 발생하였다. 사암과 세일로 구성된 본 절토사면에서 집중호우와 하부 지지력 상실에 기인하여 초기 거동이 시작되었다. 지반거동 특성의 정량적 분석을 위하여 총 5개의 측선을 구성하여 계측을 실시하였다. 계측결과를 종합하여 보면 대책공법이 기 시공된 구간에서는 매우 미미한 변이가 발생되었으나, 대책방안이 마련되지 않은 구간에서는 최대 400mm이상의 변위가 진행되고 있다. 변위 자료와 강우자료의 분석결과 지반의 거동과 강우와는 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다. 지반의 포화도를 변화하면서 안정성 해석을 실시한 결과, 지반 포화도가 55%이상 일때부터 안전율이 1.0이하로 나타나는 것을 알 수 있다. 현재의 지반거동 추이는 오차 범위내에 속하는 안정한 단계로 판단되어지나, 향후 동절기의 외부온도 변화와 동반하여 지반의 변동이 우려되므로 인하여 지속적인 관찰과 자료 분석이 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.123-133
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• 2001

대부분의 토사사면은 불포화상태로서, 이 경우 기존의 모관흡수력을 무시한 해석에 비해 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있도록 대상 사면지반의 불포화 특성을 고려할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지반의 불포화 특성을 고려할 수 있도록 한계평형법에 의한 사면안정해석 프로그램을 보완하여 작성하였으며 임계단면 탐색을 위하여 최적화 기법을 적용하였다. 그리고 이와 같은 해석을 위한 불포화 설계변수를 얻기 위해 국내의 대표적 지반 재료인 화강풍화토에 대해 실험을 수행하였다. 실험자료 분석결과 불포화 강도특성을 안정해석에 적용하기 위해 모관흡수력에 따른 겉보기 점탁력 변화를 비선형성을 고려하여 수식화하였다. 또한 부피변화를 측정함으로써 함수특성곡선을 보다 정확하게 얻고자 하였다. 본 연구 결과를 통해 강우에 의한 침투로 야기되는 사면내부의 모관흡수력의 변화와 그에 따른 투수특성 및 강도특성변화를 고려함으로써 강우강도와 지속시간에 따른 안전율 변화를 보다 적절히 판단할 수 있었다.